## ALKIMIA : Jurnal Ilmu Kimia dan Terapan

## ARTICLES

## View Article Online
View  Journal | View Issue
Sintesis Hidroksiapatit Dari Tulang Ikan Patin  ( Pangasius Nasutus ) Melalui Metode Presipitasi
OPEN ACCESS
Asregi Asril a* dan Jumriana Rahayuningsih a
Abstract. Catfish (Pangasius Nasutus) bones have been successfully synthe- sized  into  hydroxyapatite  through  the  precipitation  method.  Catfish  bone used  because  it  will  produce  hydroxyapatite  that  is  more  biocompatible with bone. The model used is a laboratory experiment through the method of precipitation which synthesizes the bones of catfish that have been cal- cined  with  nitric  acid,  aquades,  ammonium  hydroxide,  and  diammonium hydrogen phosphate to produce hydroxyapatite products. The FTIR results show that there are hydroxyapatite constituent groups at their peak. XRD shows that the product produced is indeed hydroxyapatite because it com- plies with the standards of the ICCS. The results of SEM showed there is an agglomeration  of  the  product  produced  due  to  the  precipitation  method itself.
Keywords : catfish bone, hydroxyapatite, synthesis
a Chemical  Education  Department,  Faculty  of  Tarbiya  and  Teacher  Training  Islamic  Uni- versirty of Kuantan Singingi, Kuantan Singingi 29566, Indonesia.
Correspondence and requests for materials should be addressed to Asril, A. (email : asregi.asril@gmail.com )

## ARTICLES

## ALKIMIA

## Pendahuluan
Biomaterial  telah  menjadi  perbincangan  hangat bagi  para  peneliti  material  sains.  Biomaterial  ini mampu  membangkitkan  berbagai  potensi  pada beberapa  jaringan  tubuh  [ 1 - 3 ].  Berbagai  bio- material  telah  diteliti  dan  dikembangkan  terma- suk hidroksiapatit. Hidroksiapatit menjadi menarik  karena  memiliki  biokompatibilitas  dan kemampuan  untuk  mengikat  jaringan  hidup  se- hingga memiliki aplikasi yang signifikan di bidang biomedis[ 4 ][ 5 ].
Sumber  hidroksiapatit  telah  digunakan  dengan berbagai sumber yang mengandung kalsium sep- erti:  sisik  ikan  [ 6 ],  batu  kapur  [ 7 ][ 8 ],  membran cangkang telur [ 9 ], gigi sapi [ 10 ], tulang sapi [ 11 ], dan tulang ikan [ 12 ]. Ketersediaan hidroksiapatit menjadi masalah  utama bagi dokter gigi sebagai pengguna  utama  biomaterial  ini.  Hidroksiapatit selama  ini  masih  diimpor  dengan  pasaran  satu juta rupiah per gram [ 13 ].
Sebagai sumber kalisum dari hidroksiapatit  akan digunakan  limbah  tulang  ikan  patin.  Provinsi Riau,  khususnya  di  sepanjang  aliran  Batang Kuantan,  Kabupaten  Kuantan  Singingi  umumnya merupakan salah satu sentra pengembangan ko- moditas ikan patin di Indonesia,  sehingga mem- iliki ketersediaan tulang patin yang baik [ 14 ]. Tu- lang  ikan  patin  selama  ini  hanya  merupakan limbah dari hasil pengolahan ikan patin baik skala rumah  tangga  maupun  industri.  Selain  sumber yang banyak tulang ikan patin juga memiliki kan- dungan  kalsium  yang  tinggi  yakni  264.53  (mg/g b/b)  tulang  ikan  [ 15 ].  Tulang  ikan  Patin digunakan  karena  akan  menghasilkan  hidrok- siapatit yang lebih biokompatibel dengan tulang. Sedangkan  sumber  fosfat  untuk  hidroksiapatit berasal dari diammonium hidrogen fosfat.
Agar  dapat  berukuran  nanopartikel,  hidrok- siapatit  akan  disintesis  dengan  metode  seperti ultrasonic [ 8 ], spray drying [ 11 ], hidrotermal [ 16 ], dan  sol  gel  [ 7 ]  sedangkan  pada  penelitian  ini akan  dilakukan  dengan  metode  presipitasi. Karakterisasi  dilakukan  dengan  3  karakterisasi yaitu  Fourier  Transform  Infrared  (FTIR)  untuk melihat gugus fungsi penyusun hidroksiapatit, X - Ray  Diffraction (XRD) untuk  menentukan ukuran kristal  dan  Scanning  Electron  Microscopy  (SEM) untuk  mengetahui  morfologi  kristal.  Hipotesis dari  penelitian  ini  adalah  terbentuknya  hidrok- siapatit  dari  tulang  ikan  patin  melalui  metode presipitasi.

## Metode Penelitian
Alat  dan  Bahan. Adapun  alat - alat  yang  persiapkan antara  lain  Magnetic  Stirrer,  pH  meter,    Fourier Transform  Infrared  (FTIR),  X - Ray  Diffraction  (XRD), dan  Scanning  Electron  Microscopy  (SEM).  Bahan yang  digunakan  adalah  tulang  ikan  patin,  asam  ni- trat  (HNO 3 (Merck)),  aquades,  diammonium  hidro- gen  pospat  ((NH 4 ) 2 HPO 4 (Merck)),  dan  ammonium hidroksida (NH 4 OH(Merck)).
Cara  Kerja. Tulang  ikan  patin  yang  didapatkan  di- jemur  di  bawah  sinar  matahari  dan  digiling  dengan mortar.  Tulang  yang  telah  halus  dikalsinasi  pada 900°C selama ± 5 jam. Sebanyak 1,68 g sampel hasil kalsinasi  berupa  CaO  dilarutkan  ke  dalam  30  mL HNO 3 2  M  sambil  distirer  selama  30  menit  dengan kecepatan  700  rpm  pada  65°C,  kemudian  disaring. Filtrat  dititrasi  dengan  30  mL  (NH 4 ) 2 HPO 4 0,6  M sambil  distirer  pada  kecepatan  700  rpm  90  menit dengan  ratio  Ca/P  sebesar  1,67.  pH  larutan  diatur dengan penambahan NH4OH dengan pH 8. Larutan kemudian diperlakukan secara presipitasi selama 24 jam. Endapan hasil presipitasi kemudian dikeringkan pada oven selama 3 jam pada 110°C. Hidroksiapatit didapatkan setelah dipanaskan pada 800°C selama 5 jam.  Powders  yang  didapatkan  kemudian  dikarak- terisasi dengan FTIR, XRD dan SEM.
Untuk ukuran partikel dihitung dengan menggunakan persamaan Scherrer[ 17 ]:
(1)

## Hasil dan Diskusi
Hidroksiapatit  telah  berhasil  disintesis  dari  Tulang ikan  patin  melalui  metode  presipitasi.  Warna  putih yang  terlihat  menandakan  terbentuknya  hidrok- siapatit.
Dari  analisis  FTIR  digunakan  untuk  mengetahui gugus  fungsi  penyusun  hidroksiapatit  yang  telah disintesis.  FTIR  dapat  memberikan  penilaian  secara tidak  langsung  Ca/P  [ 18 ].  Karena  hidroksiapatit merupakan salah satu jenis inorganic polymer, maka puncak - puncak  yang  terbentuk  tidak  terlalu  tajam seperti yang ada pada senyawa organik.
Hidroksiapatit ditandai dengan adanya pita serapan gugus  pospat  (PO 4 3 - )  yang  ditandai  pada  pita  sera- pan  pada  1034  cm - 1 [ 19 ].  Hasil  FTIR  dapat  dilihat pada Gambar 1.
Analisis  XRD  digunakan  untuk  mengetahui  apakah

## ARTICLES
kristal  hidroksiapatit  yang  terbentuk  amorf  atau kristal.  XRD dapat juga digunakan  untuk menge- tahui  ukuran  partikel  dari  hidroksiapatit.  Untuk ukuran  partikel  dihitung  dengan  menggunakan
Gambar 1 . Spektrum FTIR hidroksiapatit.
persamaan Scherrer (1) [ 20][21 ].
Spektrum  XRD  hidroksiapatit  dengan  dapat dilihat  pada  Gambar  2.  Hidroksiapatit  yang dihasilkan memiliki ukuran yang cukup besar yak- ni 43.47 nm.
Dari  hasil  karakterisasi  SEM  didapatkan  bahwa hidroksiapatit  yang  telah  disintesis  mengalami cukup  banyak  penggumpalan.  Penggumpalan yang terjadi yang mengakibatkan partikel hidrok- siapatit tidak tersebar merata karena proses pen- gadukan  molekul  tidak  terbentuk  sempurna  se- hingga partikel - partikelnya berkumpul.
Hasil SEM dari hidroksiapatit dengan perbesaran
Gambar 2. Difraktogram hidroksiapatit
5.000 dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hasil SEM hidroksiapatit

## ARTICLES

## ALKIMIA

## Kesimpulan
Berdasarkan analisis yang dilakukan dapat disim- pulkan bahwa sintesis yang dilakukan merupakan hidroksiapatit  baik  dari  segi  tampilan  ataupun karakterisasinya.  Warna  putih  yang  ada  pada produk  hasil  sintesis  yang  putih  menunjukkan bahwa produk merupakan hidroksiapatit. Analisis FTIR juga menunjukkan bahwa terbentuk hidrok- siapatitAnalisis XRD menunjukkan bahwa hidrok- siapatit  memiliki  kristal  yang  berukuran  nano yaitu  43,47  nm.  Hasil  SEM  menunjukkan  bahwa hidroksiapatit  yang  telah  terbentuk  mengalami cukup banyak gumpalan.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Ke- menterian Pendidikan  Republik  Indonesia. Penelitian ini telah didukung oleh Ristekdikti da- lam skema Hibah Penelitian Dosen Pemula (PDP) 2018.

## Daftar Pustaka
[1] Ajioka,  I.  Biomaterial - engineering  and  neu- robiological  approaches  for  regenerating the injured cerebral cortex. Reg Ther . 3 . 63 – 67. (2016). DOI: 10.1016/ j.reth.2016.02.002 .
[2] Rahyussalim,  A.  J.,  Ivansyah,  M.D., Nugroho, A., Wikanjaya, R., Canintika, A. F.
&  Kurniawati,  T.  Vertebral  body  defects treated  with  umbilical - cord  mesenchymal stem  cells  combined  with  hydroxyapatite scaffolds:  The  first  case  report. Int  J  Surg Case  Rep . 66 .  304 – 308.  (2020). DOI: 10.1016/j.ijscr.2019.12.002.
[3] Chen, G., Yin, M., Liu, W., Xin, B., Bai, G. & Wang,  J.  A  Novel  Height - Adjustable  Nano -
Hydroxyapatite/Polyamide - 66 Vertebral
Body  for  Reconstruction  of  Thoracolumbar Structural  Stability  After  Spinal  Tumor  Re- section. World  Neurosurg .  122.  206 – 214.
(2019). DOI: 10.1016/j.wneu.2018.09.213.
[4] Bakhtiari,  L.,  Javadpour,  J.,  Rezaie,  H.  R., Erfan, M. & Shokrgozar, M. A. The effect of
swelling  agent  on  the  pore  characteristics  of mesoporous  hydroxyapatite  nanoparticles. Prog  Nat  Sci  Mater  Int . 25 .  185 – 190.  (2019). DOI: 10.1016/j.pnsc.2015.06.005.
[5] Sridevi, S., Ramya, S., Akshaikumar, K., Kavitha, L., Manoravi,  P. & Gopi, D. Fabrication of zinc substituted  hydroxyapatite/cellulose  nano crystals biocomposite from biowaste materials for biomedical applications. Mater Today Proc . 1 . 1 - 5. (2019). DOI: 10.1016/
j.matpr.2019.08.204.
[6] Mondal, S., Mondal, B., Dey, A. & Mukhopadh- yay, S. S. Studies on Processing and Characteri- zation  of  Hydroxyapatite  Biomaterials  from Different  Bio  Wastes. J  Miner  Mater  Charact Eng . 11 .  55 – 67.  (2012). DOI: 10.4236/ jmmce.2012.111005.
[7] Sari,  T.P.,  Jamarun,  N.,  Darajat,  S.,  Azharman, Z.  &  Asril,  A.  Effect  of  mixing  temperature  on the  synthesis  of  hydroxyapatite  by  sol - gel method. Orient J Chem . 30 . 1799 – 804. (2014). DOI: 10.13005/ojc/300440.
[8] Klinkaewnarong,  J.  &  Utara,  S.  Ultrasonic - assisted  conversion  of  limestone  into  needle - like  hydroxyapatite  nanoparticles. Ultrason Sonochem . 46 .  18 – 25.  (2018). DOI: 10.1016/ j.ultsonch.2018.04.002.
[9] Zhang  Y,  Liu  Y,  Ji  X,  Banks  CE,  Song  J.  Flower - like  agglomerates  of  hydroxyapatite  crystals formed on an egg - shell membrane. Coll Surf B Bioint . 82 .  490 – 496.  (2011). DOI: 10.1016/ j.colsurfb.2010.10.006.
[10] Elkayar,  A.,  Elshazly,  Y.  &  Assaad,  M.  Proper- ties  of  Hydroxyapatite  from  Bovine  Teeth. Bone  Tiss  Reg  Ins . 2 .  31 - 36.  (2009).  DOI:
10.4137/btri.s3728.
[11] Kusrini, E., Pudjiastuti, A. R., Astuningsih, S. & Harjanto,  S.  Preparation  of  Hydroxyapatite from Bovine Bone by Combination Methods of Ultrasonic and Spray Drying. Int Conf Chem Bio
- Chemical Environ Sci . 1 . 47 – 51. (2012).
[12] Nam, P. V., Hoa, N. Van. & Trung, T. S. Proper-

## ARTICLES

## ALKIMIA
Jurnal Ilmu Kimia dan Terapan
ties  of  hydroxyapatites  prepared  from different  fish  bones:  A  comparative  study. Ceram Int . 45 . 47 - 51. (2019). DOI: 10.1016/
j.ceramint.2019.06.280.
[13] Fahimah,  A.,  Wathi,  D.,  Wardhani,  S., Khunur,  M.  M.  &  Hasil,  C.  Pengaruh  Per- bandingan  Massa  Ca:P  Terhadap  Sintesis Hidroksiapatit  Tulang  Sapi  Dengan  Metode Kering. J  Ilmu  Kim  Univ  Brawijaya . 1 .  196 – 202. (2014).
[14] Hayandani,  S.,  Firdaus,  M.  &  Rindayati,  W. Daya  Saing  Usaha  Budi  Daya  Ikan  Patin  di
Kabupaten  Indragiri  Hulu  Provinsi  Riau. J Manaj  Agribisnis . 10 .  137 – 45.  (2014). DOI: 10.17358/jma.10.3.137 - 145.
[15] Susanto,  A.  T.  &  Widyaningrum,  T. Pengaruh Komposisi Campuran Tepung Tu- lang  Ikan  Patin  (Pangasius  Pangasius)  dan Pelet  Terhadap  Pertumbuhan  dan  Kadar
Protein  Ikan  Lele  (Clarias  sp.). Jur  Bi- oedukatika . 1 . 85 - 91. (2013). DOI:
10.26555/bioedukatika.v1i1.4097.
[16] Jamarun,  N.,  Azharman,  Z.,  Arief,  S.,  Sari, T.P., Asril, A. & Elfina, S. Effect of tempera- ture  on  synthesis  of  hydroxyapatite  from limestone. Rasayan  J  Chem . 8 .  133 – 137.
(2015).
[17] Azis, Y., Jamarun, N., Arief, S. & Nur, H. Fac- ile  synthesis  of  hydroxyapatite  particles from cockle shells (Anadaragranosa) by hy- drothermal  method. Orient  J  Chem . 31 .
1099 - 1105. (2015). DOI: 10.13005/ ojc/310261.
[18] Berzina - Cimdina,  L.  &  Borodajenko,  N.  Re- search of Calcium Phosphates Using Fourier
Transform  Infrared  Spectroscopy. Infrared Spectroscopy - Materials Science, Engineer- ing  and  Technology . 12 .  251 - 263.  (2012).
DOI: 10.5772/36942.
[19] Sroka - Bartnicka, A., Borkowski, L., Ginalska,
G., Ślósarczyk, A. & Kazarian, S. G. Structur- al  transformation  of  synthetic  hydroxyap-
atite  under  simulated  in  vivo  conditions stud- ied with ATR - FTIR spectroscopic imaging. Spec- trochim  Acta - Part  A  Mol  Biomol  Spectrosc . 171 . 155 – 61. (2017). DOI: 10.1016/ j.saa.2016.07.051.
[20] Amrulloh, H., Simanjutak, W., Situmeang, R. T. M.,  Sagala,  S.  L.,  Bramawanto,  R.  &  Nahrowi, R.  Effect  of  Dilution  and  Electrolysis  Time  on Recovery of Mg 2+ As Mg(OH) 2 from Bittern by Electrochemical  Method. J  Pure  Appl  Chem Res . 8 .  87 – 95.  (2019). DOI: 10.21776/ UB.JPACR.2019.008.01.455.
[21] Jamarun,  N.,  Asril,  A.,  Zilfa,  Z.  &  Septiani,  U. Effect  of  Hydrothermal  Temperature  on  Syn- thesis  of  Hydroxyapatite  from  Limestone  via Hydrothermal  Method. Int  J  Appl  Pharm . 10 .
1799 - 1804. (2018). DOI: 10.13005/ojc/300440.